Jak elektromagnetická pole z nadzemního elektrického vedení ovlivňují lidi, zvířata a rostliny

Biologický vliv elektrických a magnetických polí na organismus lidí a zvířat byl studován hodně. Pozorované účinky, pokud k nim dojde, jsou stále nejasné a obtížně definovatelné, takže toto téma zůstává aktuální.

Magnetická pole naší planety mají dvojí původ – přírodní a antropogenní. Přirozená magnetická pole, tzv. magnetické bouře, mají původ v zemské magnetosféře. Antropogenní magnetické poruchy pokrývají menší území než přirozené, ale jejich projev je mnohem intenzivnější, a proto přináší hmatatelnější škody. V důsledku technické činnosti člověk vytváří umělá elektromagnetická pole, která jsou stokrát silnější než přirozené magnetické pole Země. Zdroje antropogenního záření jsou: výkonná rádiová zařízení, elektrifikovaná vozidla, elektrické vedení.

Kmitočtový rozsah a vlnové délky některých zdrojů elektromagnetického záření

Jeden z nejsilnějších patogenů elektromagnetické vlny — průmyslové frekvenční proudy (50 Hz).Síla elektrického pole přímo pod elektrickým vedením tedy může dosahovat několika tisíc voltů na metr půdy, i když díky schopnosti snižovat napětí z půdy již ve vzdálenosti 100 m od vedení intenzita prudce klesá. až několik desítek voltů na metr.

Studie biologického účinku elektrického pole prokázaly, že i při síle 1 kV/m má nepříznivý účinek na lidský nervový systém, což následně vede k narušení endokrinního aparátu a metabolismu v těle (měď , zinek, železo a kobalt), narušuje fyziologické funkce: srdeční frekvenci, krevní tlak, mozkovou činnost, metabolické procesy a imunitní aktivitu.

Od roku 1972 se objevují publikace, ve kterých se uvažuje o působení elektrických polí o intenzitě nad 10 kV / m na člověka a zvířata.

Síla magnetického pole úměrný proudu a nepřímo úměrný vzdálenosti; intenzita elektrického pole je úměrná napětí (náboji) a nepřímo úměrná vzdálenosti. Parametry těchto polí závisí na napěťové třídě, konstrukčních vlastnostech a geometrických rozměrech vysokonapěťového vedení. Objevení se silného a rozšířeného zdroje elektromagnetického pole vede ke změně těch přírodních faktorů, které tvořily ekosystém. Elektrická a magnetická pole mohou v lidském těle indukovat povrchové náboje a proudy.

Studie ukazují, že maximální proud v lidském těle indukovaný elektrickým polem je mnohem vyšší než proud způsobený magnetickým polem.Škodlivý účinek magnetického pole se tedy projeví až při jeho síle asi 200 A/m, která se vyskytuje ve vzdálenosti 1-1,5 m od vodičů fázového vedení a je nebezpečná pouze pro obsluhující personál při práci pod napětím. Tato okolnost umožnila dospět k závěru, že neexistuje žádný biologický účinek průmyslových frekvenčních magnetických polí na lidi a zvířata pod elektrickým vedením. Elektrické pole elektrického vedení je tedy hlavním biologicky účinným faktorem pro rozšířený přenos energie, který se může stát překážkou pro pohyb různých druhů vodní i suchozemské fauny.

Vedení elektrického a magnetického pole působící na osobu stojící pod nadzemním vedením střídavého proudu

Na základě konstrukčních vlastností přenosu výkonu (prověšení vodiče) je největší vliv pole ve středu úseku, kde je napětí pro vedení vysokého a velmi vysokého napětí ve výšce osoby 5 — 20 kV. / ma vyšší, v závislosti na napěťové třídě a provedení vedení.

Na podpěrách, kde je výška zavěšení drátů největší a ovlivňuje stínící účinek podpěr, je intenzita pole nejmenší. Protože lidé, zvířata, doprava mohou být pod dráty elektrického vedení, je nutné vyhodnotit možné důsledky dlouhodobého a krátkodobého pobytu živých bytostí v elektrickém poli různé síly.

Nejcitlivější na elektrická pole jsou kopytníci a lidé v botách, které je izolují od země. Zvířecí kopyta jsou také dobrými izolanty.V tomto případě může indukovaný potenciál dosáhnout 10 kV a proudový impuls tělem při dotyku s uzemněným předmětem (větve keře, stéblo trávy) je 100-200 μA. Takové proudové impulsy jsou pro tělo bezpečné, ale kvůli nepohodlí se kopytníci v létě vyhýbají vedení vysokého napětí.

Při působení elektrického pole na člověka hrají dominantní roli proudy protékající jeho tělem. To je dáno vysokou vodivostí lidského těla, kde převažují orgány, v nichž koluje krev a lymfa.

V současné době experimenty na zvířatech a lidských dobrovolnících prokázaly, že hustota proudu s vodivostí 0,1 μA / cm a nižší neovlivňuje práci mozku, protože pulzní bioproudy, normálně proudící v mozku, výrazně převyšují hustotu takový proud vodivosti.

Při proudové hustotě 1 μA / cm je v očích člověka pozorováno blikání světelných kruhů, vyšší proudové hustoty již zachycují prahové hodnoty stimulace smyslových receptorů, stejně jako nervových a svalových buněk, což vede k strach a mimovolní motorické reakce.

V případě, že se člověk dotkne předmětů izolovaných od země v oblasti elektrického pole významné intenzity, hustota proudu v oblasti srdce silně závisí na stavu základních podmínek (typ obuvi, stav půdy apod.), ale může již těchto hodnot dosáhnout.

Při maximálním proudu odpovídajícím Emax == 15 kV / m (6,225 mA), určité části tohoto proudu protékajícího oblastí hlavy (asi 1/3) a oblastí hlavy (asi 100 cm), hustota proudu< 0,1 μA / cm, což potvrzuje přípustnost přijaté pevnosti 15 kV / m pod vodiče venkovního vedení.

Pro lidské zdraví je problémem určit vztah mezi proudovou hustotou indukovanou ve tkáních a magnetickou indukcí vnějšího pole, V. Výpočet proudové hustoty

je komplikovaná tím, že její přesná dráha závisí na rozložení vodivosti y v tělesných tkáních.

Takže specifická vodivost mozku je určena v = 0,2 cm / m, a srdečního svalu v = 0,25 cm / m. Pokud je poloměr hlavy 7,5 cm a poloměr srdce je 6 cm, pak součin yR se ukáže být v obou případech stejný. Proto lze uvést jedno vyjádření hustoty proudu na periferii srdce a mozku.

Bylo zjištěno, že magnetická indukce bezpečná pro zdraví je asi 0,4 mT při frekvenci 50 nebo 60 Hz. V magnetických polích (od 3 do 10 mTl, f = 10 — 60 Hz) lze pozorovat výskyt mírných oscilací, podobných těm, které se vyskytují při stlačení oční bulvy.

Hustota proudu indukovaná v lidském těle elektrickým polem o hodnotě intenzity E se vypočítá takto:

° S různými koeficienty k pro oblast mozku a srdce.

Hodnota k = 3-10-3 cm / Hzm.

Podle německých vědců je intenzita pole, při které vibraci vlasů pociťuje 5 % testovaných mužů, 3 kV/m, a pro 50 % testovaných mužů je to 20 kV/m. V současné době neexistuje žádný důkaz, že by pocity způsobené působením pole vyvolávaly nějaký nepříznivý účinek. Pokud jde o vztah mezi hustotou proudu a biologickým vlivem, lze rozlišit čtyři oblasti uvedené v tabulce.

J, μA / cm Pozorované účinky 0,1 Ne 1,0 Mihotavé světelné kruhy v očích 10-50 Akutní neuralgické příznaky podobné těm, které jsou způsobeny elektrickým výbojem více než 100 Zvýšená pravděpodobnost fibrilace komor, zástava srdce, prodloužené křeče dýchacích svalů, těžké popáleniny

Druhá oblast hodnoty proudové hustoty se týká expozičních časů v řádu jednoho srdečního cyklu, tj. přibližně 1 s na osobu. Pro kratší expozice jsou prahové hodnoty vyšší. Pro stanovení prahové hodnoty intenzity pole byly provedeny fyziologické studie na lidech v laboratorních podmínkách při síle 10 až 32 kV/m. Bylo zjištěno, že při napětí 5 kV / m 80 % lidí necítí bolest při výbojích při dotyku s uzemněnými předměty. Právě tato hodnota je přijímána jako normativní při práci v elektrických instalacích bez použití ochranných prostředků.

Závislost přípustné doby pobytu člověka v elektrickém poli o intenzitě E větší než prahová je aproximována rovnicí

Provedení tohoto stavu zajišťuje samoobnovu fyziologického stavu organismu během dne bez zbytkových reakcí a funkčních či patologických změn.

Pojďme se seznámit s hlavními výsledky výzkumu biologických účinků elektrických a magnetických polí prováděných sovětskými a zahraničními vědci.

Účinky elektrických polí na personál

Během studií byl na předloktí každého pracovníka připevněn integrační dozimetr.Průměrná denní expozice pracovníků na vedení vysokého napětí se pohybovala od 1,5 kV/(m-h) do 24 kV/(m-h). Maximální hodnoty jsou zaznamenány ve velmi vzácných případech. Z údajů získaných ze studie lze usoudit, že neexistuje žádný rozeznatelný vztah mezi polní expozicí a celkovým zdravotním stavem člověka.

Nadzemní elektrické vedení a dětská rakovina

V obytných prostorách magnetické pole mohou být vytvořeny domácími elektrickými zařízeními a elektroinstalací, venkovními podzemními kabely a nadzemním elektrickým vedením. Studijní a kontrolní místa byla seskupena ve 25 m intervalech vedle nadzemního elektrického vedení, přičemž míra rizika ve vzdálenosti více než 100 m od vedení byla brána jako jednota.

Tyto výsledky nepodporují hypotézu, že magnetická pole silové frekvence ovlivňují výskyt rakoviny u dětí.

Elektrostatický účinek na lidské a zvířecí chlupy

Studie byla provedena v souvislosti s hypotézou, že vliv pole pociťovaného povrchem kůže je způsoben působením elektrostatických sil na vlasy. V důsledku toho bylo zjištěno, že při intenzitě pole 50 kV / m subjekt cítil svědění spojené s vibracemi vlasů, což bylo zaznamenáno speciálními zařízeními.

Vliv elektrického pole na rostliny

Experimenty byly prováděny ve speciální komoře v nezkresleném poli o intenzitě 0 až 50 kV/m. Mírné poškození listové tkáně bylo zjištěno při expozicích 20 až 50 kV/m, v závislosti na konfiguraci rostliny a počáteční vlhkosti. U částí rostlin s ostrými hranami byla pozorována nekróza tkání.Silné rostliny s hladkým zaobleným povrchem nejsou poškozeny při napětí 50 kV / m. Poškození je důsledkem koruny na vyčnívajících částech rostliny. U nejslabších rostlin je poškození pozorováno 1-2 hodiny po expozici. Důležité je, že u sazenic pšenice s velmi ostrými konci byla koruna a poškození patrné při relativně nízkém napětí 20 kV/m. Toto je nejnižší práh pro poškození ve studiích.

Nejpravděpodobnějším mechanismem poškození rostlinné tkáně je termální. K poškození tkáně dochází, když je intenzita pole dostatečně vysoká, aby způsobila vznik korony, a špičkou listu prochází korónový proud s vysokou hustotou. Teplo uvolněné v tomto případě přes odpor tkáně listu má za následek odumření úzké vrstvy. buněk, které poměrně rychle ztrácejí vodu, vysychají a zmenšují se. Tento proces má však omezení a procento vysušeného povrchu rostliny je malé.

Vliv elektrického pole na živočichy

Výzkum probíhal ve dvou směrech: výzkum na úrovni biosystému a výzkum prahů zjištěných vlivů. U kuřat umístěných na poli s napětím 80 kV/m byl zaznamenán přírůstek hmotnosti, životaschopnost a nízká úmrtnost. Práh vnímání pole byl měřen na poštovních holubech. Ukázalo se, že holubi mají nějaký mechanismus pro detekci elektrických polí o nízké intenzitě. Nebyly pozorovány žádné genetické změny. Je třeba poznamenat, že zvířata žijící v elektrickém poli o vysoké intenzitě mohou v závislosti na podmínkách experimentu zažít minišok v důsledku vnějších faktorů, což může vést k určité úzkosti a vzrušení testovaných.

Řada zemí má předpisy, které omezují limity intenzity pole v oblasti nadzemních přenosových vedení. Ve Španělsku se doporučuje maximální napětí 20 kV/m a stejná hodnota je v současnosti považována za limit v Německu.

Povědomí veřejnosti o vlivu elektromagnetického pole na živé organismy stále roste a určitý zájem a obavy o tento účinek povedou k dalšímu relevantnímu lékařskému výzkumu, zejména u lidí žijících v blízkosti nadzemního elektrického vedení.

Více informací k tomuto tématu:

V.I. Čechov "Environmentální aspekty přenosu elektřiny" (ke stažení knihy — Zip, DjVu)

Kniha poskytuje obecný popis vlivu venkovního elektrického vedení na životní prostředí. Problematika výpočtu maximální síly elektrického pole pod vedením střídavého proudu a způsoby jeho redukce, vyřazení pozemků pod vedením trasy, vliv elektromagnetického pole na lidi, flóru a faunu z výskytu rádiového a akustického hluku jsou zvažovány. Jsou zohledněny vlastnosti vlivu vedení stejnosměrného proudu a kabelových vedení velmi vysokého napětí na životní prostředí.

Viz také k tomuto tématu: Ochrana osoby před vystavením elektromagnetickému záření